液位开关

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液位开关
韩洪文
中国核动力院三门维修项目部
1 概述
液位开关,也称水位开关,液面开关,是用来控 制液位的开关,从形式上主要分为接触式和非接触式 的液位开关。 常用的非接触式的液位开关有电容式液位开关, 接触式的有浮球式液位开关、音叉液位开关、电导式 液位开关等。电极式液位开关、电子式液位开关和电 容式液位开关也可以用接触式方法实现。
图1电子式液位开关
4.2 工作原理
通过内臵电子探头对水位进行检测,再由水位 检测专用芯片对检测到的信号进行处理,当被测水 位到达动作点时,芯片输出高或低电平信号,再配
合PLC或水位控制器,可实现水位控制半自动或全
自动化。
4.3 特点
- 特性:耐污、耐倾摇、耐弱酸碱盐,不怕磁场影响、不怕金属体影响、 不怕水压变化影响、不怕光线影响,无盲区,外部无机械可动部件,不 怕漂浮物的影响。
7) 记录动作值与恢复值; 8) 校验过程应重复三次,重复性误差应在允许范围内。
9) 回路检查
a 用手拨动微动开关,机械触点闭合和释放应正确可靠。 b 使用500V MΩ表测量微动开关机械触点对地绝缘,应 不小于10 MΩ。 c 使用万用表检查回路,接线应符合设计图。
5.3 浮球式液位开关的投用
接触,保证了更高的可靠性和较长的使用寿命。
4电子式液位开关
4.1 概况:
电子式液位开关,不需要浮球和干簧管,外部无机械动作,液体 浸到水位开关红线或蓝线位臵就能动作(红线和蓝线在实物中不 存在,图中标明是为了辅助解释原理),耐污耐用,不怕漂浮物影 响,任意角度安装,适宜长时间浸在水中,可与PLC配合使用。外壳 全部用塑料,耐腐蚀,多种型号以供选择。 电子式液位开关暂时不适合在油类、强酸、强碱、强盐中使 用,选型时请注意;所用电源最好使用带变压器的整流电源,如 果使用开关电源则要选用纹波小的电源或加一级滤波电路(简单 的可以加接一个2000μF的电解电容)。
6.2 音叉液位开关性能
带有智能电路的料位、液位开关,适用于几乎所有液体和轻质 固体散粒。以某型号音叉液位开关开关的参数为例进行说明。 多种输出形式:
- 2线制AC,2线制DC;
- 3线制PNP/NPN型晶体管,SPDT大功率继电器。高频激励,抗 干扰能力强。 其它技术参数: - 工作电压:220VAC、24VDC; - 工作温度:-30℃—+150℃;
• 确保叉头不与过程接口接触
• 确保罐壁附着物不与叉头接触.
图6 罐壁附着物不与叉头接触.
安装方向
• 六角锣母上有对准标记 • 确保音叉开缝与流体垂直并顺方 向!
对准标记
图7 音叉液位开关安装图
转动仪表
2120 的接湿部分和仪表壳体可分别转动! 使得用户可方便调整电缆出口的方向.
图8 音叉液位开关转动图
位开关存在切换差值,差值的大小取决于两块磁钢的距离。磁钢
的距离是固定的,所以该差值不可调整。杠杆机构在壳体上的上 下位臵是可调的,调整上下位臵也就改变了液位开关的定值,故
液位开关的设定值在一定范围可调。但由于液位开关的安装是固
定的,设定值基本上不用调整,常只调整开关动作的灵敏度。
图2 浮球式液位开关校验图
1)确认测量筒排污阀、气侧、水侧一次阀已关闭,回路检查 已完成; 2)如该开关有相应的联锁,在开关投用前应依据运行要求切 除联锁或做好相应的防范措施。如无联锁,也应将开关信 号暂时隔离; 3)如液位开关为初次投用或长期停用后再次投入,应进行排 污、冲洗。排污结束后,关闭排气阀及排污阀; 4)开关投用,先打开气侧一次阀,再打开水侧一次阀; 5)检查开关接点信号,待稳定后,将联锁及相应回路恢复。
管道安装:对泵的空流保护监测。
安装于垂直管道上,对泵进行空流监视根据管道 口径大小决定安装座的长度。 安装于水平管道上,选择合适的安装座长度可检 测非满管流。 音叉液位开关 的叉窄边应该与流 水方向平行,这样
可减少管线压损,
使液体容易流淌;
图5 音叉液位开关管道安装图
管壁有附着物时的安装
• 避免安装在进料口处! • 避免严重的溅射!
- 任意延长和改变方向:客户根据需要把水位开关加接材料任意延长或改 变方向,而不影响其功能,而材料只是普通而廉价的自来水PVC管和内牙 接口、弯头。 - 应用行业:普通型应用在纯水机、净水机、海水淡化、矿井水位自动报 警、深井水位自动控制等水处理行业,中央空调、热水循环工程、水冷 柴油发电机组等行业、小区地下室场自动排水、电梯积水坑排水等。
• 电源端子(1、2):即电源(L1或 L+、N 或 L-); • 接地端子 3 ; • 报警端子组一(4、5、6):4 为常开触 点 NO、5 为共公端 C、6 为常闭触点 NC;
• 报警端子组二(7、8、9):7 为常开触
点 NO、8 为共公端 C、9 为常闭触点 NC。
图11 音叉液位开关现场安装及接线图
- 适用范围:清水、自来水、河水、各种污水、弱酸碱水、水处理药剂、 纺织印染水、工业废水等。特殊型号也可在纯水、反渗透水或蒸馏中使 用。 - 安装方法:同一水位开关,可以横装、竖装、斜装等不规则自由安装,灵 活方便
- 固定方法:螺纹接口(DN20,即4分螺纹接口)固定或管夹固定,注意 水位开关不要离墙壁太近,最好与墙壁有一定距离,以免有杂物卡住
6 音叉式液位开关
6.1 音叉式液位开关原理
音叉式传感器受压电晶体驱动按照其固有频率振动,当传感 器浸入被测介质时,其固有频率发生变化,电子模块检测出传感 器的频率波动后,给出一开关信号。根据实际要求,可通过电子 开关单元选定高位或低位报警模式。 音叉由弹性良好的金属制成,本身具有确定的固有频率,如外 加交变力的频率与其固有频率一致,则叉体处于共振状态。由于 周围空气对振动的阻尼微弱,金属内部的能量损耗又很少,所以 只需微小的驱动功率就能维持较强的震动。 当有液体介质触及叉体后,能量便被液体消耗一部分,迫使 振幅衰减。为了给音叉提供交变的驱动力,利用放大电路对压电 元件施加交变电场,靠逆压电效应产生机械力作用在叉体上。用 另外一组压电元件的正压电效应检测振动,它把振动力转变为微 弱的交变电信号。再由电子放大器和移相电路,把检测元件的信 号放大,经过移相,施加到驱动元件上去,构成闭环振荡器。
电缆的出口方向
• 为防雨,请朝下安装
图9 音叉液位开关电缆口方向
叉的正确拿放
图10 音叉液位开关正确拿放姿势
音叉液位开关现场安装与接线图
如图 11A,螺母 A为M42、螺母B为 M47,音叉液位开关通过两螺母与 垫片被牢牢的固定在安装支架(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ钢)上。由于螺母厚度比较小,所以安装 过程中注意选取扳手大小与厚度。螺栓安装垫片采用硅树脂O形环;法兰安装 垫片采用石墨密封。 如图11 B所示,音叉的接线端子从左到右共 9 个,分别代表:
5.2 校验操作
1)关闭1、2以及4号手动隔离阀,打开3、6号阀;
2)从塑料软管入口向测量筒内灌水,观察软管液面高度。接近高
液位侧时,停止灌水,保持软管高度,打开临时疏水阀排污。重 复2~3次,直至疏水较为洁净,关闭临时疏水阀; 3) 液位开关为高报警时 再次从塑料软管入口向测量筒内缓慢灌水,软管内液位接近
3 外贴式超声波液位开关
外贴式超声波液位开关采用超声波检测技术,解决了传统液 位开关的不足,不受液体表面的泡沫、水汽的影响。侧贴式超声 波液位开关利用超声波在管壁介质中的余震信号,大幅度提高了 稳定性和穿透性,适用于多种材料的容器,包括:合金钢、不锈 钢、塑料、玻璃及各种合成材料。 外贴非接触式超声波液位开关提供了容器尤其是高压、腐蚀 、密闭容器物位测量的解决方案,将探头紧贴于容器外侧壁,不 需打孔即可完成单点物位测量,这种技术不受介质压力、温度、 泡沫、气体、反射系数等因素的影响,所以适用于医药,石油, 化工,电力,食品等行业的各类液体液位工程控制,对于有毒的 、强腐蚀危险品液体的检测,该产品更是理想的选择,可满足多 种应用需求和恶劣环境。同时,具有极高的可靠性和稳定性。
有些场合,电极式水位开关容易因水垢失灵,浮球开关存在
启动频繁\缠绕或不耐污等问题而引致误动作,而用非接触式 的,象超声波式等的水位开关又太贵了,而且还不一定适用.这 时候, 可以考虑用电子式水位开关(一般工业现场)。 还有一些比较特殊的场合,例如用浮球开关可能出现故 障率较高的情况,需要稳定可靠体积小,也可以使用电子式 水位开关做成外贴式电子式水位开关,主体部分不需要和水
不受批量生产清洁 影响 不受泡沫影响 三卡箍连接 抛光面选项

2110 2120
石油化工-反应混合器
放空控制 泵保护

2120
图3 音叉液位开关的应用范例
6.4 音叉液位开关的安装
针对于现场工况及用途,音叉开关有多种安装方法。
顶部安装:对液体介质进行高位监测。在安装时,可以选用滑动
套管对音叉探头进行安装,以精确地调整开关点的位 臵。如图4所示。
图4 音叉液位开关安装位臵图
侧壁安装:对液体介质进行高位或低位监测。利用侧壁
进行安装时,应考虑介质的粘性; 一般原则:过程连接件下表面与罐壁齐平; 对低粘度介质:应保证介质可以从壁座中自由流出; 对高粘度介质:座长不超过60cm,应使用较大直径的 安装座; 确保罐壁与料叉之间有足够的距离。
2 电容式液位开关
电容式液位开关是通过侦测液位变化时所引起的微小电容量 (常为pF级)差值变化,并由专用的ADA电容检测芯片进行信号 处理,从而检测出液位,并输出信号到输出端。 电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容 器内的液位的变化,大大扩展了应用范围,同时有效提高了液位 检测的稳定性和可靠性。 在某些特殊领域不能检测的问题,使用内臵MCU双核处理的 ADA电容检测芯片的电容式液位开关,就可以实现很多特殊控制 功能,甚至实现更多的集成化、智能化液位检测功能,诸如太阳 能热水器等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位,电 容式液位检测是目前液位开关中最有优势的检测方法。 电容式液位开关也可以用接触式来实现。通过检测电极与容器壁 之间的电容变化来实现。
设定值时停止灌水,将软管贴近测量筒缓慢上提,在接点动作瞬
间根据软管液面高度在测量筒上做一临时记号,测量并记录液位 高度(动作值);然后将软管贴近测量筒缓慢下送,在接点恢复
瞬间根据软管液面高度在测量筒上做一临时记号,测量并记录液
位高度(回复值)。
4)液位开关为低报警时 再次从塑料软管入口向测量筒缓慢灌水,软管内液位接近至 设定值时继续灌水,直到接点回复,然后将软管贴近测量筒缓慢 下送,使液面缓慢下降,在接点动作瞬间根据软管液面高度在测 量筒上做一临时记号,测量并记录液位高度(动作值);将软管 贴近测量筒缓慢上提,使液面缓慢上升,在接点回复瞬间根据软 管液面高度在测量筒上做一临时记号,测量并记录液位高度(回 复值)。 5) 根据所得数据计算出动作误差以及回程差,如果大于允许误差, 调整调定值; 6) 如开关为高报重复步骤4和步骤6;开关为低报时从复步骤5~6, 直到动作误差与回程差在允许范围内;
5 浮球式液位开关
5.1 原理
液位开关的测量筒通过上下两根连接管道与被测容器相连通 ,形成连通器,测量筒内的液面高度即为被测容器的液面高度。
位于测量筒内的浮子随液面高低变化而沿磁性套管上下移动,浮
子上的软铁上下运动带动微动开关上的磁钢及与磁钢垂直相连的 连杆转动,通过杠杆作用使微动开关吸合或脱开。这种类型的液
- 输出延时:1—60秒;
- 探杆长度:125mm、160mm等,按照不同工况要求可以订做。
6.3 一些应用范例
印刷厂印油液位控制
不受搅拌影
电厂-点火重油液位控制
高低及泵空报警 EX-防爆 延长叉头 防粘涂层

响. 最小的侵入 性干扰
2110 2120
2120
乳品/酿造 – 酸奶搅拌防溢
报警接点位臵与报警灯指示对照如图12所示。 其中:“☼”表示灯亮、“●”表示灯熄。
图12 音叉液位开关报警端子组合
注意: 施工过程中,请根据现场情况在电源正和 报警公共端线上加接保险丝,以防止线路短路造成 仪表损伤和损坏。
6.5 音叉液位开关的检查
6.5.1 工具、材料的准备: • 选用与音叉液位开关相适应的专用呆板手 (42mm×42mm,47mm×47mm)、一字改刀( φ3mm×50mm)、万用表(F179 等)、广口塑料杯(
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